(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-27
(45)【発行日】2024-06-04
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 21/00 20060101AFI20240528BHJP
G03G 15/00 20060101ALI20240528BHJP
【FI】
G03G21/00 318
G03G15/00 553
G03G15/00 651
(21)【出願番号】P 2020087976
(22)【出願日】2020-05-20
【審査請求日】2023-03-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中根 良樹
【審査官】山下 清隆
(56)【参考文献】
【文献】特開平07-104627(JP,A)
【文献】特開平11-095631(JP,A)
【文献】特開平07-104626(JP,A)
【文献】特開平02-162388(JP,A)
【文献】特開2007-034248(JP,A)
【文献】特開2020-020915(JP,A)
【文献】特開2009-237588(JP,A)
【文献】特開2016-161792(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 21/00
G03G 15/00
G03G 21/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体の表面から付着物を除去するクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードは、
短冊状の弾性体であり、
当該クリーニングブレードにおける前記像担持体の移動方向の上流側を向く上流面の当該クリーニングブレードの前記像担持体と接触するエッジと対向する辺を、当該クリーニングブレードの長手方向において、中心から遠ざかる方向に上り傾斜させ、当該上流面に勾配をつけるように形成されており、
前
記エッジは
、前記上流面に勾配をつけることにより鈍角に形成され、
前記鈍角に形成されたエッジは、
当該エッジの稜線が直線状に形成されるとともに、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
像担持体の表面から付着物を除去するクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードは、
短冊状の弾性体であり、当該クリーニングブレードの長手方向において、中心から遠ざかるに従って、両端部の厚みが大きくなるように形成されており、
前記クリーニングブレードの前記像担持体と接触するエッジは、前記両端部における前記像担持体の移動方向の上流側を向く上流面から当該エッジを介して当該上流面に接続される下流面にかけて面取りされた形状とすることで、鈍角に形成され、
前記鈍角に形成されたエッジは、当該エッジの稜線が直線状に形成されるとともに、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
前記像担持体の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布機構を備え、
前記クリーニングブレードは、前記像担持体の前記滑剤が塗布されない両端部に対向する領域のエッジが前記鈍角に形成されている、
ことを特徴とする請求項1
又は2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記像担持体は、電荷輸送層の上に表面保護層を有する、
ことを特徴とする請求項1
~3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記クリーニングブレードは、前記像担持体の移動方向の上流側の面と、当該面と隣接する面と、によって、前記鈍角に形成されたエッジが形成されている、
ことを特徴とする請求項1~
4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記クリーニングブレードは、前記像担持体の移動方向とは逆の方向に向けて配設されるカウンター方式によって、当該像担持体の表面に当接している、
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、転写残トナーを除去するクリーニング工程において、クリーニングブレードのエッジを像担持体に当接させてトナーを掻き落とす方法が採用されている。
【0003】
クリーニングブレードとしては、トナーを掻き落とす能力であるクリーニング性が必要とされるため、像担持体への密着性が高いゴム材料が一般的に用いられているが、当該ゴム材料は弾性体であるため、エッジに大きな摩擦力が作用すると、所謂めくれという現象が発生し、クリーニング不良を起こすおそれがある。そこで、例えば、コーナーエッジのうち、感光体巾方向の両端部のコーナーエッジを取り除き、この部分の摩擦力を減じたクリーニングブレードが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に開示されているクリーニングブレードでは、コーナーエッジが取り除かれている部分と当該コーナーエッジが取り除かれていない部分との境界付近(段差部)において当接圧にムラが生じてしまうため、クリーニング不良を起こしてしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、クリーニング不良を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
像担持体の表面から付着物を除去するクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードは、
短冊状の弾性体であり、当該クリーニングブレードにおける前記像担持体の移動方向の上流側を向く上流面の当該クリーニングブレードの前記像担持体と接触するエッジと対向する辺を、当該クリーニングブレードの長手方向において、中心から遠ざかる方向に上り傾斜させ、当該上流面に勾配をつけるように形成されており、
前記エッジは、前記上流面に勾配をつけることにより鈍角に形成され、
前記鈍角に形成されたエッジは、当該エッジの稜線が直線状に形成されるとともに、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成されている、
ことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、
像担持体の表面から付着物を除去するクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードは、
短冊状の弾性体であり、当該クリーニングブレードの長手方向において、中心から遠ざかるに従って、両端部の厚みが大きくなるように形成されており、
前記クリーニングブレードの前記像担持体と接触するエッジは、前記両端部における前記像担持体の移動方向の上流側を向く上流面から当該エッジを介して当該上流面に接続される下流面にかけて面取りされた形状とすることで、鈍角に形成され、
前記鈍角に形成されたエッジは、当該エッジの稜線が直線状に形成されるとともに、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成されている、
ことを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記像担持体の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布機構を備え、
前記クリーニングブレードは、前記像担持体の前記滑剤が塗布されない両端部に対向する領域のエッジが前記鈍角に形成されている、
ことを特徴とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項1~3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記像担持体は、電荷輸送層の上に表面保護層を有する、
ことを特徴とする。
【0010】
請求項5に記載の発明は、請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記クリーニングブレードは、前記像担持体の移動方向の上流側の面と、当該面と隣接する面と、によって、前記鈍角に形成されたエッジが形成されている、
ことを特徴とする。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項1~5のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記クリーニングブレードは、前記像担持体の移動方向とは逆の方向に向けて配設されるカウンター方式によって、当該像担持体の表面に当接している、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、クリーニング不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図2】画像形成部における感光体ドラム、帯電部、現像部、クリーニング部を説明するための概略断面図である。
【
図3】クリーニングブレードと、滑剤塗布機構を構成するブラシローラー及び固形滑剤と、の長手方向の長さの関係を示す図である。
【
図4】(a)は、クリーニングブレード(実施例1)の一端部を示す正面図であり、(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【
図5】(a)は、
図4(b)のX1断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図であり、(b)は、
図4(b)のY1断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図であり、(c)は、
図4(b)のZ1断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図である。
【
図6】(a)は、変形例1のクリーニングブレード(実施例2)の一端部を示す正面図であり、(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【
図7】(a)は、
図6(b)のX2断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図であり、(b)は、
図6(b)のY2断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図であり、(c)は、
図6(b)のZ2断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図である。
【
図8】(a)は、変形例2のクリーニングブレード(実施例3)の一端部を示す正面図であり、(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【
図9】(a)は、クリーニングブレード(比較例1)の一端部を示す正面図であり、(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【
図10】(a)は、クリーニングブレード(比較例2)の一端部を示す正面図であり、(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【
図11】(a)は、
図10(b)のX3断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図であり、(b)は、
図10(b)のY3断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図であり、同図(c)は、
図10(b)のZ3断面の箇所における感光体ドラムとの当接状態を示す図である。
【
図12】(a)は、クリーニングブレード(比較例3)の一端部を示す正面図であり、(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【
図13】長手方向におけるクリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接圧の分布を示すグラフである。
【
図14】長手方向におけるクリーニングブレードへのトナー到達量を示すグラフである。
【
図15】長手方向におけるクリーニングブレードをすり抜けたトナーの量(すり抜け量)の分布を示すグラフである。
【
図16】感光体ドラムに対するブレードエッジの接触位置を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【0017】
画像形成装置10は、自動原稿搬送部1、スキャナー部2、画像形成部20、給紙部3等を備えて構成される。
【0018】
自動原稿搬送部1は、原稿トレイに置かれた原稿Dを一枚ずつ所定の搬送経路に搬送する。
スキャナー部2は、搬送される原稿Dに光源を照射し、原稿Dから反射される反射光を受光する。スキャナー部2は、受光した光信号を電気信号(画像データ)に変換し、変換された画像データを画像形成部20に出力する。
【0019】
画像形成部20は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成する4組の画像形成部20Y、20M、20C、20Kが配置されている。画像データに基づいて各色に対応した感光体ドラム11に各色のトナー画像を形成し、一次転写部13によって中間転写ベルト16に各色のトナー画像を転写して重ね合わせることでカラー画像を形成する。一次転写されたカラー画像を記録材Pに二次転写して定着するまでの一連の画像形成動作を行う。
【0020】
感光体ドラム11周辺の構成及び動作について、簡単に説明する。
なお、ここでは、イエロー(Y)色の画像形成部20Yを対象として説明し、他色の構成もイエロー(Y)色と同様なので説明を省略する。
帯電部23Yは、感光体ドラム11Yの表面を均一に帯電する。
露光部22Yは、感光体ドラム11Yの表面にトナーを付着させる領域を露光し、露光した部分の電荷を除電することで静電潜像を形成する。
現像部21Yは、感光体ドラム11Yの静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を現像する。
一次転写部13Yは、トナーの極性とは逆極性のバイアス電圧を印加して感光体ドラム11Y上に現像されたトナー画像を中間転写ベルト16に転写する。
クリーニング部25Yは、中間転写ベルト16に転写されずに感光体ドラム11Yに付着している残留トナーをブレード等で除去する。
【0021】
中間転写ベルト16は無端ベルトであり、複数のローラーにより架設され、走行可能に支持される。画像形成部20Y、20M、20C、および20Kに形成された各色のトナー像は、一次転写部13Y、13M、13C、および13Kにより走行する中間転写ベルト16上に逐次転写され、各色(Y、M、C、K)の層が重畳したカラー画像(トナー像)が中間転写ベルト16上に形成される。
【0022】
二次転写ローラー13Aは、中間転写ベルト16を介して二次転写対向ローラー16aに当接して配置され、二次転写ローラー13Aと二次転写対向ローラー16aとの間で形成される転写ニップを記録材Pが通過することにより、中間転写ベルト16上のトナー像が、記録材Pに二次転写される。
【0023】
二次転写ローラー13Aにおける記録材Pの排出側には、定着装置5が配置されており、搬送されてきた記録材P上に形成されたトナー像を挟持搬送して記録材Pにトナー像を定着させる。
【0024】
給紙部3は、複数のトレイに記録材Pが収容されており、所定の搬送路を経由して画像形成部20に記録材Pを給紙する。
【0025】
画像形成装置10の上記各部は、制御部Sと接続されており、制御部Sにより適宜制御される。
【0026】
図2は、画像形成部における感光体ドラム、帯電部、現像部、クリーニング部を説明するための概略断面図である。
【0027】
帯電部23は、感光体ドラム11の表面全体を一様に均一帯電させる。ここで、感光体ドラム11は、電荷発生層及び電荷輸送層から構成される感光層の表面に表面保護層を有している。
【0028】
現像部21には、流動性や付着性を低減させるための外添剤が添加されたトナーとキャリアからなる現像剤が入った現像部ケーシング36の中に、現像ローラー26と現像剤を撹拌する撹拌スクリュー27を備えている。現像ローラー26は、感光体ドラム11に対向する場所に位置していて、感光体ドラム11の所定の間隔(以下、現像ギャップと記す。)をあけて矢印B方向に回転可能に配置されている。現像ギャップは、例えば0.2~0.5mm程度に設定される。現像ローラー26の回転動作の制御は、制御部Sによって行われる。
【0029】
クリーニング部25は、クリーニングブレード28と滑剤塗布機構29と均しブレード30とを備えている。
【0030】
クリーニングブレード28は、ウレタンなどの弾性材料からなり、厚さ1.8mmの短冊状をなしている。クリーニングブレード28を支持する支持部材31aにはブレードの自由長が所定の長さとなるように接着剤等で貼り付けられている。クリーニングブレード28は、転写後の感光体ドラム11の表面に残留する残留物を掻き取るために、感光体ドラム11の回転方向に対してカウンター方向に当接するように設けられている。
【0031】
滑剤塗布機構29は、ブラシローラー32と固形滑剤33と加圧部材34を備えており、感光体ドラム11の回転方向に対してクリーニングブレード28の下流側に設けられている。
ブラシローラー32は、感光体ドラム11表面と固形滑剤33とに当接するように設けられている。ブラシローラー32が回転することにより固形滑剤33が掻き取られ、掻き取られた滑剤がブラシローラー32に付着する。そして、ブラシローラー32に付着した滑剤が、感光体ドラム11との当接部で感光体ドラム11表面に付着する。
【0032】
ブラシローラー32は、例えばアクリル系材料などの樹脂製のブラシからなる。ブラシの毛は、固形滑剤33を掻き取るために、ある程度の硬さを有しているが、一方で感光体ドラム11表面を傷付けることのない硬さとなっている。ブラシローラー32は、モーターに接続されており、矢印Aに示すように感光体ドラム11の回転方向に対してカウンター方向に回転する。回転動作に関する制御は制御部Sによって行われ、感光体ドラム11に供給する滑剤量の増減は、ブラシローラー32の回転数を可変させることで、所定の供給量となるように回転制御を行う。ブラシローラー32の回転方向は、矢印Aとは逆回転方向でも構わないが、滑剤の掻き取りおよび感光体ドラム11への滑剤付着の効率が良い矢印A(カウンター方向)が好ましい。
【0033】
固形滑剤33は、ステアリン酸亜鉛(ZnSt)などの脂肪酸金属塩類からなり、感光体ドラム11の回転軸方向に延在した直方体形状に形成されたものである。固形滑剤33は、保持部材33aによって保持され、クリーニング部25のケーシング35内に配置されたスプリング等の加圧部材34によって保持部材33aを介してブラシローラー32に押し当てられている。
【0034】
均しブレード30は、滑剤塗布機構29の下流側にトレール方向に当接されるように設けられており、滑剤塗布機構29により感光体ドラム11に塗布された滑剤を延展して感光体ドラム11の表面に均一に薄膜化する機能を有している。均しブレード30の材質は、例えばウレタンなどの弾性材料からなり、均しブレード30を支持する支持部材31bにブレードの自由長が所定の長さとなるように接着剤等で貼り付けられている。
【0035】
以下、クリーニングブレード28について、
図3~
図5を用いて詳しく説明する。
【0036】
図3は、クリーニングブレード28と、滑剤塗布機構29を構成する固形滑剤(滑剤棒)33と、の長手方向の長さの関係を示す図である。
図3に示すように、クリーニングブレード28は、長手方向において、固形滑剤33よりも長くなるように設計されている。固形滑剤33がクリーニングブレード28よりも長いと、ブレード端部シール37に滑剤が多量に付着してしまい、トナーがすり抜けてしまう原因となるためである。ここで、ブレード端部シール37とは、クリーニングブレード28の外側(クリーニングブレード28が異物を掻きとれない位置)にトナー等が漏れ出さないようにするためのものである。しかし、クリーニングブレード28が固形滑剤33よりも長くなるように設計することで、滑剤が塗布されない部分にもクリーニングブレード28が当接することになる。この結果、滑剤が塗布されないクリーニングブレード28の両端部では、感光体ドラム11とクリーニングブレード28との間で生じる摩擦力が大きくなるため、めくれが発生し易くなってしまう。そこで、本実施形態のクリーニングブレード28にあっては、両端部のブレードエッジBEを鈍角に形成し、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成することで、めくれの発生を抑制している。
なお、ブラシローラー32は、固形滑剤33よりも長く、且つ、クリーニングブレード28よりも短くなるように設計されている。
【0037】
図4(a)は、クリーニングブレード28の一端部を示す正面図であり、同図(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
図4(a)及び
図4(b)に示すように、クリーニングブレード28は、一端部において、感光体ドラム11と当接するブレードエッジBEが鈍角に形成されている。具体的には、この鈍角に形成されたブレードエッジBEは、クリーニングブレード28の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、つまり、クリーニングブレード28の端に向かうに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。より具体的には、クリーニングブレード28は、ブレードエッジBEの稜線を、クリーニングブレード28の長手方向において、中心から遠ざかる方向に下り傾斜させ、上流面28aに勾配をつけることで、鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。
また、図示は省略するが、クリーニングブレード28は、他端部においても、上記の一端部と同様に、感光体ドラム11と当接するブレードエッジBEが鈍角に形成されており、この鈍角に形成されたブレードエッジBEは、クリーニングブレード28の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。
【0038】
また、クリーニングブレード28は、感光体ドラム11の滑剤が塗布されない両端部に対向する領域、すなわち固形滑剤33と対向しない領域(
図3参照)のブレードエッジBEが鈍角に形成されている。また、クリーニングブレード28は、両端部以外(非端部)のブレードエッジBEが90度(直角)に形成されている。
【0039】
図5(a)は、
図4(b)のX1断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図であり、同図(b)は、
図4(b)のY1断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図であり、同図(c)は、
図4(b)のZ1断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図である。
【0040】
図5(a)及び
図5(c)に示すように、クリーニングブレード28によってトナーをクリーニングする際、トナー等の粒子にはクリーニングブレード28に接触する面と垂直の方向に力Fが作用する。このとき、ブレードエッジBEの角度が90度となる箇所(例えば、X断面)に比べて、ブレードエッジBEの角度が鈍角となる箇所(例えば、Z断面)の方が、力Fの分力Fx、すなわちトナーのすり抜けを阻止する力(すり抜け阻止力)が小さくなるようになっている。これは、クリーニングブレード28のうち、固形滑剤33や現像範囲(
図3参照)と対向しない箇所、すなわちクリーニングブレード28の両端部では、滑剤やトナーの供給が不十分であるため、滑剤やトナー等の粒子をクリーニングブレード28と感光体ドラム11との間におけるコロとして十分に機能させることができず、すり抜け阻止力(Fx)が大きいと、クリーニングブレード28に作用する摩擦力が大きくなって、めくれが発生してしまうからである。一方、クリーニングブレード28のうち、固形滑剤33や現像範囲と対向する箇所、すなわちクリーニングブレード28の非端部では、トナーの供給が十分であるため、ブレードエッジBEの角度を90度にして、すり抜け阻止力(Fx)を大きくしても、滑剤やトナー等の粒子をクリーニングブレード28と感光体ドラム11との間におけるコロとして十分に機能させることができるので、クリーニングブレード28に作用する摩擦力が小さくなり、めくれが発生しないようになっている。
【0041】
しかしながら、例えば、
図10(a)及び
図10(b)に示すように、クリーニングブレードCB2の両端部を非連続で鈍角に形成すると、
図11(a)~
図11(c)に示すように、Y3断面の箇所では、X3断面の箇所やZ3断面の箇所に比べて、感光体ドラム11に対するクリーニングブレードCB2の食い込み量、すなわち当接圧が一段と小さくなる。したがって、このクリーニングブレードCB2では、両端部において当接圧にムラが生じてしまうため、トナーのすり抜けが発生し易くなってしまう。ここで、
図11(a)は、
図10(b)のX3断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図であり、同図(b)は、
図10(b)のY3断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図であり、同図(c)は、
図10(b)のZ3断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図である。
【0042】
そこで、本実施形態のクリーニングブレード28では、上述したように、クリーニングブレード28の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、つまり、クリーニングブレード28の端に向かうに従って、鈍角の度合いが連続的に大きくなるようにブレードエッジBEを形成することで、
図5(a)~(c)に示すように、X1断面の箇所⇒Y1断面の箇所⇒Z1断面の箇所と、クリーニングブレード28の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、感光体ドラム11に対するクリーニングブレード28の食い込み量、すなわち当接圧が徐々に小さくなるように設計している。これにより、本実施形態のクリーニングブレード28では、上述したクリーニングブレードCB2(
図10参照)とは異なり、当接圧が大きく変化することがないため、トナーのすり抜けを抑制することが可能となっている。
【0043】
なお、クリーニングブレード28は、両端部のブレードエッジBEにおける当接圧が大きく変化しない形状であればよく、例えば、下記に示す変形例1のクリーニングブレード128や変形例2のクリーニングブレード228を採用してもよい。
【0044】
図6(a)は、変形例1のクリーニングブレード128の一端部を示す正面図であり、同図(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
図6(a)及び
図6(b)に示すように、クリーニングブレード128は、一端部において、感光体ドラム11と当接するブレードエッジBEが鈍角に形成されている。具体的には、この鈍角に形成されたブレードエッジBEは、クリーニングブレード128の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、つまり、クリーニングブレード128の端に向かうに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。より具体的には、このクリーニングブレード128は、ブレードエッジBEの稜線は直線の状態を保つようにして、上流面128aの当該ブレードエッジBEと対向する辺128a1を、クリーニングブレード128の長手方向において、中心から遠ざかる方向に上り傾斜させ、当該上流面128aに勾配をつけることで、鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。
また、図示は省略するが、クリーニングブレード128は、他端部においても、上記の一端部と同様に、感光体ドラム11と当接するブレードエッジBEが鈍角に形成されており、この鈍角に形成されたブレードエッジBEは、クリーニングブレード128の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。
【0045】
図7(a)は、
図6(b)のX2断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図であり、同図(b)は、
図6(b)のY2断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図であり、同図(c)は、
図6(b)のZ2断面の箇所における感光体ドラム11との当接状態を示す図である。
【0046】
図7(a)~
図7(c)に示すように、変形例1のクリーニングブレード128では、X2断面、Y2断面、及び、Z2断面のそれぞれの箇所における感光体ドラム11に対するクリーニングブレード128の食い込み量が一律となる。これにより、クリーニングブレード128では、両端部において当接圧が一律となるため、トナーのすり抜けをより好適に抑制することが可能となる。
【0047】
図8(a)は、変形例2のクリーニングブレード228の一端部を示す正面図であり、同図(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
図8(a)及び
図8(b)に示すように、クリーニングブレード228は、一端部において、感光体ドラム11と当接するブレードエッジBEが鈍角に形成されている。具体的には、この鈍角に形成されたブレードエッジBEは、クリーニングブレード228の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、つまり、クリーニングブレード228の端に向かうに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。より具体的には、クリーニングブレード228は、一端部の厚みが上記長手方向において、中心から遠ざかるに従って大きくなるように形成されており、ブレードエッジBEの稜線が直線の状態を保つとともに、当該ブレードエッジBEの鈍角の度合いが連続的に大きくなるように、当該一端部の上流面228aから下流面228bにかけて当該クリーニングブレード228の角が面取りされた形状となっている。
また、図示は省略するが、クリーニングブレード228は、他端部においても、上記の一端部と同様に、感光体ドラム11と当接するブレードエッジBEが鈍角に形成されており、この鈍角に形成されたブレードエッジBEは、クリーニングブレード228の長手方向において、中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるように形成されている。
【0048】
次に、画像形成装置10として、Konica Minolta製 Accurio Press C6100を使用し、本実施形態のクリーニングブレード(実施例1~3)を採用したとき、並びに、本実施形態の条件を満たさないクリーニングブレード(比較例1~3)を採用したときのめくれの評価、及び、トナーのすり抜け評価を行った。
【0049】
実験手順及び評価方法について説明する。
まず、めくれの評価に関しては、当該めくれはカバレッジが低い画像で発生し易いため、1枚の用紙(A4サイズの普通紙)に対してカバレッジ0%の印刷を1500回繰り返し行った際のめくれの発生の有無を目視で確認した。目視による確認の結果、めくれが発生したものを「×」、めくれが発生しなかったものを「〇」として評価した。また、めくれが発生したものについては、めくれが発生したときの印刷枚数を併記した。
また、めくれの評価に関しては、感光体ドラムとして、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用したときと、保護層(表面保護層)が形成されている感光体ドラムを採用したときのそれぞれについて評価を行った。
なお、この実験での環境は30℃×80%RHに設定した。
【0050】
次に、トナーのすり抜け評価に関しては、幅10mmでカバレッジ100%の縦帯画像をA4サイズの普通紙に60000枚の印刷を行った。印刷完了後、トナーのすり抜けの有無を目視で確認した。目視による確認の結果、すり抜けが発生していないものを「◎」として評価した。また、すり抜けが発生したと確認できるものについては、当該すり抜けのトナーの長さを計測し、当該トナーの長さが5mm未満でブラシローラー(滑剤塗布ブラシ)にトナーが付着していないものを「〇」、当該トナーの長さが5mm以上でブラシローラー(滑剤塗布ブラシ)にトナーが付着したものを「×」として評価した。ここで、すり抜けたトナーの長さが5mm未満でブラシローラーにトナーが付着していないものを「〇」として評価したのは、当該ブラシローラーにトナーが付着すると、像担持体上の滑剤塗布性能が低下し、クリーニング不良が発生するが、当該ブラシローラーにトナーが付着しない程度のすり抜けはクリーニング不良が発生しないためである。また、すり抜けが発生したものについては、すり抜けたトナーの長さ(mm)を併記した。
また、トナーのすり抜け評価に関しては、めくれの評価と同様、感光体ドラムとして、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用したときと、保護層(表面保護層)が形成されている感光体ドラムを採用したときのそれぞれについて評価を行った。
なお、この実験での環境は10℃×20%RHに設定した。
【0051】
次に、実施例1~3の各クリーニングブレードについて説明する。
実施例1は、本実施形態のクリーニングブレード28(
図4参照)である。
実施例2は、上述した変形例1のクリーニングブレード128(
図6参照)である。
実施例3は、上述した変形例2のクリーニングブレード228(
図8参照)である。
【0052】
次に、比較例1~3の各クリーニングブレードについて説明する。
比較例1は、
図9(a)及び
図9(b)に示すように、直方体をなす平板状のクリーニングブレードCB1である。ここで、
図9(a)は、クリーニングブレードCB1の一端部を示す正面図であり、同図(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
比較例2は、上述したクリーニングブレードCB2(
図10参照)である。
【0053】
比較例3は、
図12(a)及び
図12(b)に示すように、ブレードの長手方向において、上流面CB3aが、中心から遠ざかるに従って、上り傾斜した形状をなすクリーニングブレードCB3である。ここで、
図12(a)は、クリーニングブレードCB3の一端部を示す正面図であり、同図(b)は、当該一端部を示す斜視図である。
【0054】
【0055】
表Iに示すように、めくれの評価の結果として、実施例1~3では、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用した場合と保護層が形成されている感光体ドラムを採用した場合のいずれの場合においても、めくれが発生しなかった。
一方、比較例1~3では、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用した場合と保護層が形成されている感光体ドラムを採用した場合のいずれの場合においても、比較例2及び比較例3についてはめくれが発生しなかったが、比較例1において、めくれが発生した。なお、比較例1において、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用した場合のめくれ発生枚数は21枚であり、保護層が形成されている感光体ドラムを採用した場合のめくれ発生枚数は0枚であった。
【0056】
また、表Iに示すように、トナーのすり抜け評価の結果として、実施例1では、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用した場合、すり抜け長さが0.5mmと、すり抜けが僅かに発生しただけであり、すり抜けの評価は「〇」であり、保護層が形成されている感光体ドラムを採用した場合、すり抜けは発生せず、当該評価は「◎」であった。また、実施例2及び実施例3では、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用した場合と保護層が形成されている感光体ドラムを採用した場合のいずれの場合においても、すり抜けは発生せず、当該評価は「◎」であった。
一方、比較例1~3では、最表面に感光層が形成されている感光体ドラムを採用した場合と保護層が形成されている感光体ドラムを採用した場合のいずれの場合においても、比較例1についてはすり抜けが発生せず、当該評価は「◎」であったが、比較例2及び比較例3において、すり抜け長さが14mmを超えるすり抜けが発生し、当該評価は「×」であった。
【0057】
図13は、長手方向におけるクリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接圧の分布を示すグラフである。なお、このグラフは、面圧分布測定器を使用して、実施例1~3、並びに、比較例1~3をそれぞれ適用した画像形成装置におけるクリーニングブレードの一端部での当接圧(線圧)の測定結果を示している。当接圧の算出にあたってはFD方向の数値を積算した値を用いた。グラフの横軸に示されている位置X、Y、Zは、実施例1のクリーニングブレード28のX1断面、Y1断面、Z1断面の各箇所(
図4(b)参照)、実施例2のクリーニングブレード128のX2断面、Y2断面、Z2断面の各箇所(
図6(b)参照)、比較例2のクリーニングブレードCB2のX3断面、Y3断面、Z3断面の各箇所(
図10(b)参照)に対応している(
図14及び
図15も同様)。
【0058】
図13に示すように、実施例1では、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部において、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当接圧が徐々に低下する。実施例2及び実施例3では、上述したようにブレードエッジBEの稜線が直線であるため、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部においても当接圧は低下せず一定である。比較例1では、ブレードエッジBEの角度が一律90度であるため、当接圧も一定である。比較例2では、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部と当該ブレードエッジBEが鈍角に形成されていない非端部との境界である段差部(位置Y付近)で当接圧が低下する。比較例3では、上述したように、ブレードの長手方向において、上流面が、中心から遠ざかるに従って、上り傾斜した形状をなしているので、当該長手方向の中心から遠ざかるに従って、当接圧が徐々に大きくなる。
【0059】
図14は、長手方向におけるクリーニングブレードへのトナー到達量を示すグラフである。なお、クリーニングブレードの鉛直下部に格子状のトナー受けを設置し、クリーニングブレードで清掃されて当該トナー受けに落下したトナー量をトナー到達量として測定した。
図14に示すように、長手方向において現像範囲(
図3参照)に対向する領域、すなわち位置Yよりも内側の領域では、転写残トナー及びかぶりトナーが到達するため、当該領域では、トナー到達量が多い。一方、位置Yから位置Zの領域では、位置Yよりも内側の領域で清掃されて飛散したトナーしか到達しないため、当該領域では、長手方向の中心から遠ざかるに従って、トナー到達量が徐々に減少する。
【0060】
図15は、長手方向におけるクリーニングブレードをすり抜けたトナーの量(すり抜け量)の分布を示すグラフである。なお、このグラフは、クリーニングブレード(実施例1~3、並びに、比較例1~3)の下流に設置したブラシローラーをGNDに接地し、クリーニングブレードをすり抜けたトナーを当該ブラシローラーで吸着したときの当該トナーの量を測定した結果を示している。測定にあたっては、長手方向の分布を測定するため、当該長手方向で測定領域を区切り、吸引ポンプにフィルター及びホースを、フィルター、ホースの順で接続して吸引した前後のフィルター部の重量差によって、すり抜け量を測定した。
【0061】
図15に示すように、実施例1では、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部において、長手方向の中心から遠ざかるに従って、すり抜け量が徐々に増加する。これは、
図13のグラフに示したように、実施例1では、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部において、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当接圧が徐々に低下することが原因と考えられる。実施例2及び実施例3では、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部においてもすり抜け量は増加せず一定である。これは、上述したようにブレードエッジBEの稜線が直線であることによると考えられる。比較例1では、長手方向において当接圧が一定であるため、すり抜け量も一定であり、現像範囲(
図3参照)の外側の領域、すなわち位置Yよりも外側の領域では、位置Yよりも内側の領域で清掃されて飛散したトナーしか到達しないため、当該領域では、長手方向の中心から遠ざかるに従って、すり抜け量が徐々に減少する。比較例2では、ブレードエッジBEが鈍角に形成されている一端部と当該ブレードエッジBEが鈍角に形成されていない非端部との境界である段差部(位置Y付近)ですりぬけ量が増加している。これは、
図13のグラフに示したように、比較例2では、上記段差部での当接圧が低下することが原因と考えられる。比較例3では、位置Yよりも外側の領域において、すり抜け量が徐々に増加する。これは、上述したように、比較例3は、ブレードの長手方向において、上流面が、中心から遠ざかるに従って、上り傾斜した形状をなしているので、当該中心から遠ざかるに従って、ブレードエッジBEが徐々に浮き上がってしまったためと考えられる。なお、
図15のグラフにおける“トナー堆積”の線は閾値を表しており、この“トナー堆積”の線よりもすり抜け量が多くなるとトナー堆積が発生する。また、“めくれ”の線も閾値を表しており、この“めくれ”の線よりもすり抜け量が少なくなるとめくれが発生する。
【0062】
図16は、感光体ドラムに対するブレードエッジBEの接触位置を示すグラフである。
図16に示すように、実施例1では、ブレードの長手方向において、中心から遠ざかるに従って、ブレードエッジBEの稜線が下流方向に下がっていくため(
図4(a)参照)、ブレードエッジBEが感光体ドラムに接触する位置が下流側に下がっていく。トナーのクリーニングを行っている際、クリーニングブレードに衝突したトナーは当該クリーニングブレードに衝突したときの反発力で感光体回転方向上流側に跳ね返り、再度クリーニングブレードに衝突する往復運動を繰り返す。その際、実施例1のように稜線が下流方向に下がる構成では、往復運動しているトナーも下流方向に流れていき、当該クリーニングブレードの端部では多量のトナーが貯まることになるため、トナーがクリーニングブレードに衝突する回数が多くなる。トナー衝突回数が多くなると、クリーニングブレードが復元する前にトナーの衝突が起き、表Iに示すように、トナーのすり抜けが発生したものと考えられる。一方、実施例2及び実施例3では、中央側から端部側にわたって、接触位置(稜線の位置)が変化しないため、実施例1のようにトナーが長手方向に移動して貯まることがなく、表Iに示すように、トナーのすり抜け発生しなかったものと考えられる。
【0063】
以上のように、本実施形態に係る画像形成装置10のクリーニングブレード28は、短冊状の弾性体であり、ブレードエッジBEは鈍角に形成され、鈍角に形成されたブレードエッジBEは、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成されている。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置10によれば、鈍角に形成されたブレードエッジBEは、長手方向の中心から遠ざかるに従って、当該鈍角の度合いが連続的に大きくなるよう形成することで、感光体ドラム11に対する当接圧にムラが発生しないようにすることができる。これにより、クリーニングブレード28と感光体ドラム11との間におけるトナーのすり抜けを抑制することができるので、クリーニング不良を抑制することができる。
【0064】
また、本実施形態に係る画像形成装置10は、感光体ドラム11の表面に滑剤を塗布する滑剤塗布機構29を備え、クリーニングブレード28は、感光体ドラム11の滑剤が塗布されない両端部に対向する領域のブレードエッジBEが鈍角に形成されている。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置10によれば、感光体ドラム11の滑剤が塗布されない両端部に対向する領域、すなわちクリーニングブレード28に作用する摩擦力が大きくなってしまう領域のブレードエッジBEを鈍角に形成しているので、めくれの発生を抑制することができる。
【0065】
また、本実施形態に係る画像形成装置10は、感光体ドラム11の表面に表面保護層を有しているので、クリーニングブレード28によって転写残トナーを清掃する際に、めくれの発生及びトナーのすり抜けを、より好適に抑制することができる。
【0066】
また、本実施形態に係る画像形成装置10のクリーニングブレード28によれば、感光体ドラム11の移動方向(回転方向)の上流側の面と、当該面と隣接する下流側の面(下流面)と、によって、上記の鈍角に形成されたブレードエッジBEが形成されているので、めくれの発生をより好適に抑制することができる。
【0067】
また、本実施形態に係る画像形成装置10のクリーニングブレード28は、感光体ドラム11の移動方向(回転方向)とは逆の方向に向けて配設されるカウンター方式によって、当該感光体ドラム11の表面に当接している。
したがって、本実施形態に係る画像形成装置10によれば、めくれが発生し易いカウンター方式を採用した場合であっても、めくれの発生を抑制することができる。
【0068】
以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0069】
例えば、上記実施形態では、像担持体として感光体ドラムを例に挙げて説明を行っているが、当該像担持体として転写ベルトを用いるようにしてもよい。
その他、画像形成装置を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0070】
10 画像形成装置
11 感光体ドラム(像担持体)
21 現像部
23 帯電部
25 クリーニング部
28 クリーニングブレード(実施例1)
29 滑剤塗布機構
32 ブラシローラー
33 固形滑剤
128 クリーニングブレード(実施例2)
228 クリーニングブレード(実施例3)
BE ブレードエッジ